基于粗糙集的民航飞机故障诊断规则获取方法

针对传统的民航飞机故障诊断规则来源于适航审定的标准文件,不能满足改善诊断效率的要求,在建立民航飞机故障诊断的知识复合模型的基础上,从可靠性报告中提取原始数据,进而基于粗糙集对这些数据进行预处理和约简,获取新的诊断规则,有效地提高了故障诊断的效率.实例推导出新的诊断规则,实现了传统的故障诊断规则的改进,说明了方法的可行性.     

大型商用民航飞机振动故障控制律研究与设计

现代大型商用民航飞机存在由于内部电子设备故障以及结构自振引发的振动故障,而现有的解决方法需要运用大量传感器以及控制器,这导致控制结构变得非常复杂和衍生故障的发生。为了解决这一问题,基于包含商用民航飞机伺服系统在内的飞机控制回路数学模型,运用其解析冗余进行故障分析;同时基于伺服回路解析冗余残差以及动力学模型状态量残差设计了前馈通道/反馈通道组合控制规律,改进简化了传统电传操纵系统中的多陷波结构。仿真结果表明:基于大型商用明航飞机的解析冗余的故障检测方法而设计的控制律可以有效解决各个频率下的飞机振动故障问题,同时不会对飞行员正常操纵带来不利影响。可为大型商用民机的控制律设计者提供参考。     

基于本体的飞机舵面结构故障诊断方法

从系统工程的角度分析了飞机系统的复杂性,将飞机族的概念引入到飞机的本体建模中,并以舵面故障诊断过程为研究对象, 首先用Protégé建立了飞机本体的领域知识模型,然后将单故障和组合故障的诊断知识列为本体中的SWRL规则,最后利用 JESS推理出 新知识得出诊断结果,实现了用本体来选择修复方案的过程.该方法能够实现复杂系统的建模及故障诊断 方案的准确选择,并可通过增加新的诊断知识来完善故障诊断知识库.     

某型航空发动机定检稳态故障诊断方法研究

以飞机飞行参数记录系统中发动机参数为基础,研究了RBF神经网络在航空发动机故障诊断中的应用。介绍了RBF网络的工作原理及实现算法,及根据测试样本确定阈值,建立了航空发动机故障诊断的数学模型,并通过该模型对某型发动机定检稳态的飞行参数据进行了辨识。结果表明该方法能有效地判断出某型发动机在定检稳态时的健康状况。     

故障特征选择与诊断规则提取的VPRS模型方法

针对实际工程系统故障诊断过程中故障特征和诊断规则难以提取的问题，提出了一种基于变精度粗糙集(VPRS)模型的故障特征选择和诊断规则提取的新方法。该方法通过选取适当的分类误差参数β，运用知识约简简化知识系统。它不仅能从实测数据中提取出最佳的故障特征参数，还可得到简化的诊断规则。对滚动轴承故障诊断的仿真实例表明，该方法有效地简化了特征参数和诊断规则，提高了故障诊断的准确率，减低了诊断成本，具有比基本RS方法更广的适用性。     

飞行作战任务过程的工作流网模型

建立飞行作战任务过程模型是综合运用态势评估、故障诊断等技术设计新一代智能座舱的基础,同时也可应用于飞行员的行为预测及评估。本文以战术轰炸任务为例,介绍了工作流网技术在飞行作战任务建模上的应用。针对传统Petri网不能体现态势变化对飞行员行为的影响,本文设计了带非齐次弧的分层Petri网应用于战术轰炸任务过程的工作流网建模中,使子网变迁的平均实施速率可以随着航线状态的变化而变化,同时给出了利用可达性定理证明工作流网合理性的方法。在子网中,设计了变λ随机Petri网应用于飞行员执行任务过程的建模中,并利用该模型分析了飞行员的稳定工作状态,为飞行员行为预测、评估建立基础。     

某运输机纵向周期模态频域仿真分析

在当代飞机设计及背景预研项目中,飞机纵向模态特性分析是必不可少的一个环节,模态特性也是影响飞机飞行操纵品质和飞行安全的因素之一,为了全面熟悉纵向周期模态特性,需要建立合理的纵向小扰动简化运动方程及相关动力学模型。给出了简化处理的线化小扰动方程,然后基于某运输机模型的气动数据以及飞行包线内的巡航状态,结合简化模型,在频域内对纵向周期模态特性进行了仿真分析。结果表明:简化模型可以准确地反映运输类飞机的纵向周期模态特性。同时,考虑了飞机发动机、操纵等结构系统对其模态特性的影响,因而提出了一些运输机设计和控制方法,为其它飞机型号设计提供工程理论指导。     

基于随机Petri网的工作流服务时间的等价计算方法

工作流模型的性能研究越来越受到人们的重视[1-4],随机Petri网易于描述分布、并发和异步等特征,加上它具有坚实的数学分析基础,在工作流的模型中独具鳌头.但随机Petri网在表示实际工作流模型时常常会出现状态空间爆炸的问题,所以如何得到一个与原模型等价的、紧凑的模型一直是研究模型的重要内容之一.从简单的由两个模块组成的基于随机Petri模型的工作流系统分析开始,论述了如何计算化简后的、与原工作流基本模型等价的服务时间的概率密度.有了概率密度就很容易计算它的期望值、方差等随机变量的数字特征,这就为求化简后的工作流模型的等价性能打下理论基础.由于这些公式具有通用性,所以只要根据工作流实际情况确定模块服务时间的概率分布(如指数分布),就可以求出与该类工作流模型等价的服务时间了.最后以工作流模块服从指数分布为例,利用上面得出的公式计算出了这类工作流的等价概率密度和服务时间,进而简化了模型,同时本文的结果也为实际模型的性能等价化简奠定了坚实的理论基础.     

基于FTCPN的工作流模型简化规则与线性推理研究

分布式协同工作流系统的建模和时间性能计算是工作流的一个重要研究内容.针对传统的Petri网不能对工作流系统的不同事件和事件的时间性能进行分析和优化的问题,给出了模糊时间着色Petri网(Fuzzy-timing colored Petri Net, FTCPN)的形式化定义,并给出了基于FTCPN的工作流网四种基本组件模型的简化规则及其线性推理.最后,以汽车车身的协同概念设计流程为例,对提出的方法进行了应用和验证.研究表明:模糊时间着色Petri网能全面描述复杂工作流系统的不确定性时间信息和不同事例的工作状态,对丰富分布式工作流系统的建模理论具有一定的参考价值.     

基于角色块的工作流模型挖掘

工作流挖掘可以从工作流日志中提取信息以获取工作流模型,但以往的研究得到的工作流模型基本上是基于活动的。首先对URPA模型进行了扩展,得到基于角色块的USPA模型。在此基础上,提出了一种基于角色活动图RAD的工作流模型挖掘算法。该算法利用管理者角色,以角色块结构表示工作流模型,满足US-PA模型。     

基于MBSE的民机研制过程管理

为保证在基于模型的系统工程(model-based systems engineering, MBSE)背景下民机研制的高效过程管理, 分析了当前民机研制的过程特征与面临的挑战, 在此基础上规划了基于模型的民用飞机研制整体框架与基于模型的过程全寿命周期管理(model-based process lifecycle management, MBPLM)概念。基于过程模型及其语义结构和类的定义, 提出了广泛适用于民机研制全过程的MBPLM方法, 并设计相应的并行架构。最后,为提升可操作性, 在典型系统民机舱内压力控制系统设计中演示了系统建模过程的管理时序、过程分析评估与异同构模型管理。所提方法可应用于以民用飞机为代表的复杂系统研制, 能够在MBSE背景下实现模型开发与过程管理关联与协同, 统筹管理研制全寿命周期过程。     

民用飞机多地域航材支援网络模型研究

航材支援保障对于民用飞机安全可靠营运至关重要, 民用飞机运营在不同地区, 以客户需求为牵引的航材支援同时受到地域环境和运输方式的影响。为了实现民用飞机航材敏捷支持, 本文综合考虑多因素的影响, 提出了航材支援网络节点权衡的嵌套层次分析法(nested analytic hierarchy process, NAHP), 以及基于遗传算法(genetic algorithm, GA)的民用飞机多地域航材支援网络模型。结合民用飞机多地域运营特点, 对航材支援网络影响因素进行研究, 并运用NAHP对航材支援网络节点进行权衡分析, 对备选节点的重要性进行排序以得到航材支援网络目标节点, 从而构建以时效性为优化目标的多地域航材支援网络节点类型定位与多式联运路径优化模型, 并进行GA适用性设计以对模型求解。最后, 通过与人工规划航材支援方案对比, 对所提方法和模型的有效性进行验证。结果表明,所提方法能够合理确定航材支援网络节点的类型和辐射范围, 同时以最短时间完成航材支援任务, 可为民用飞机在多地域运营的航材支援网络搭建提供可行的方法和思路。     

飞行器电子系统的多故障诊断算法研究

飞行器电子系统的多故障诊断问题可看作对各部件的故障概率求解的组合优化问题,在建立了系统故障诊断的概率因果模型基础上,运用遗传算法对飞行器电子设备各部件进行了故障定位。并针对遗传算法易陷入局优的缺点,提出了改进方法,将能量熵的选择加入到遗传算法的退火选择中,以充分地探索解空间,保持种群的多样性。试验结果表明,改进遗传算法能快速确定全局最优值,较好地解决了故障诊断领域中多故障关联的问题。     

基于动态线性模型的民航发动机性能状态监控与在翼寿命预测

以民航发动机为对象,提出了一种基于动态线性模型的性能状态监控与在翼寿命预测方法.利用动态线性模型来描述性能参数偏差值序列,借助贝叶斯因子法来监测参数序列的异常.算例分析表明,该方法可操作性强,借助统计方法能够在故障发生的早期及时预警;动态线性模型同时用来描述发动机的性能退化过程,能够考虑维修、水洗以及故障等使用因素对性能退化的影响,实例证明该方法更加符合航空公司实际运营情况,能够更加合理地预测下发时间.     

基于MBSE的民机系统功能建模方法

针对传统系统工程存在的迭代周期长、开发效率低、模型二义性等问题, 结合基于模型的系统工程理念, 将敏捷系统工程概念引入到民机研制过程中, 并利用系统建模语言定义了基于场景的功能建模方法, 详细分析了民机自动飞行控制系统高度控制用例的顶层功能愿景, 建立了对应的功能模型和接口描述视图。该方法以迭代的形式展开系统功能建模, 能够充分保证需求和功能模型紧密结合, 正向构建满足民机系统以需求为导向的功能建模方法, 为民机系统的架构设计工作提供基础。     

基于STPA-ANP模型的民机系统安全性分析

随着民机系统复杂程度不断提高, 传统的安全性分析方法已不能完全满足危险源高效识别的要求, 为有效分析和评估民机系统安全性, 提出系统理论过程分析(system-theory process analysis, STPA)和网络分析法(analytic network process, ANP)相结合的安全性分析方法。针对STPA没有给出完整的关键致因分析与评估过程, 将STPA与ANP关键结构对应结合, 对危险控制动作进行致因分析和评估, 得到危险控制动作关键致因。以某型民机数字式飞控系统为例展开分析, 通过形式化建模验证及仿真验证, 证明该模型方法可以准确和完整地识别分析系统潜在危险并确定危险关键致因, 为民机系统安全性分析提供支持。     

基于细胞免疫应答理论重建故障诊断智能体

借鉴生物免疫中的独特性网络调节理论，将进化的单一诊断Agent对应为免疫系统中的抗体，诊断系统中多Agent群体适应度增加量作为抗原，并依据生物系统的相似性理论，构造了诊断多智能体的细胞免疫型智能体重构控制的结构模型；提出了一种基于行为Petri网技术的工作流模型重建故障诊断智能体的算法，实现故障诊断系统中的多智能体的群体进化，自组织与突破，并给出Agent重构的非线性动力学解释。     

基于DoDAF的民机MBSE研制方法

针对传统的民机研制方法中面临的设计需求不完整、难以保证设计与需求一致性、设计方案难以更改等一系列问题, 结合美国国防部架构框架(Department of Defense Architecture Framework, DoDAF)的多个视角, 提出基于DoDAF的民机基于模型的系统工程研制方法。该方法参考DoDAF中不同的视点从多角度对民机研制要求进行分解与细化, 生成资源流动模型、活动模型以及系统接口模型等, 开发出信息更加立体的飞机能力模型, 指导民用飞机的设计, 证明了基于DoDAF的民机研制方法能够从多视角的角度完整、全面地分解飞机能力要求，并将其转化为具体的设计要求, 从而更好地指导民机研制, 提高民机研制效率。